Безопасность в чрезвычайных ситуациях

Размещено на http://www.allbest.ru/

9

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (РОАТ-МИИТ)

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

Выполнила:

Студентка 3 курса

Кучеренко С.К.

Проверил:

Зубрев Н.И.



Задача 1

В результате столкновения на сортировочной станции двух цистерн с жидким хлором произошел разлив аварийно химически опасного вещества (АХОВ) массой Q₀.

Рассчитать глубину зоны заражения хлором при следующих исходных данных.

Дано:

Масса разлитого хлора Q0, т	15
Скорость ветра, м/с	4
Температура воздуха, 0 С	-10
Степень вертикальной устойчивости воздуха (СВУВ)	Инверсия
Время от начала аварии tн, ч	3,0

Решение:

Определить эквивалентное количество АХОВ по первичному облаку:

Q_э1=К₁ К₃ К₅ К₇ Q₀,

где К₁ -- коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (приложение 1)

К₃ -- коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ (приложение 1)

К₅ -- коэффициент, учитывающий СВУВ для инверсии (принимаем равный для инверсии 1)

К₇ -- коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (приложение 1)

Q₀ -- количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т;

Решение:

К₁=0,18

К₃=1,0

К₅=1

К₇=0,5

Q_э1=0,181,010,515=1,35 т;

2.Определить эквивалентное количество АХОВ по вторичному облаку:

где К₂ -- коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (приложение 1) ;

К₄ -- коэффициент, учитывающий скорость ветра (приложение 2);

К₆ -- коэффициент, зависящий от времени t_н в часах, прошедшего после аварии

К₇ -- коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (приложение 1)

h - толщина слоя при разливе АХОВ (в случае свободного разлива принимается равной h=0,05 м по всей площади разлива)

с - плотность АХОВ, т/м³ (приложение 1)

Значение коэффициента К₆ определяется по формулам:

где t_исп - время испарения вещества, определяемое по формуле:

К₂=0,052; К₄=2,0; К₇=0,5; с=1,553

В зависимости от эквивалентного количества АХОВ и скорости ветра определяется глубина зон заражения первичным Г₁ и вторичным Г₂ облаком

Г₁=1,88 км

Г₂=6,46 км

Полная глубина зоны заражения Г, км, определяется по формуле:

Г = Г_max + 0,5 Г_min,

где Г_max - максимальный, Г_min - минимальный из размеров Г₁ и Г₂, соответственно.

Г=6,46+0,5*1,88=7,4 км

Полученное значение Г сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_пер, определяемым по формуле:

Г_пер = t_н М V_пер,

где V_пер - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха, км/ч, при заданных скорости ветра и СВУВ (приложение 4)

Г_пер=3,0*21=63 км/ч



Задача 2

Определить радиус взрывоопасной зоны при длительном истечении через пробоину площадью S₀ из железнодорожной цистерны сжиженного углеводородного газа (СУГ). Оценить уровень поражения людей и степень повреждения здания депо, находящихся на расстоянии L от аварийной цистерны, в случае взрыва газо-воздушной смеси (ГВС).

Дано:

СУГ	пропан
Площадь отверстия, S0, см2	30
Диаметр котла цистерны, Н,м	2,6
Давление в цистерне, РМ105, Па	8,5
Расстояние до здания депо, L,м	40

Решение:

1. При длительном истечении СУГ из отверстия в цистерне (резервуаре), расположенного ниже уровня сжиженного вещества, масса газа М_Г в облаке ГВС может быть определена по формуле:

кг,

где с_Ж - плотность жидкой фазы СУГ, кг/м³ 520

S₀ - площадь сечения отверстия, м² 210^-3

Р - давление в цистерне, Па 8,010⁵

Р_а - атмосферное давление, Па 1,01М10⁵

g - ускорение свободного падения, м/с² 9,81

Н - высота столба жидкой фазы (диаметр котла цистерны), м. 2,6

М_г=365200,0021887 кг

2. Взрывоопасная зона представляет собой территорию с радиусом R_НКПР ограничивающим область концентраций ГВС, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (C_НКПР). Определяется для наиболее опасного варианта - в неподвижной воздушной среде на открытом пространстве по формуле:

где М_Г - масса газа, поступившего в окружающее пространство, кг

C_НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени, % с_П - плотность паров СУГ, кг/м³

R_НКПР=14,6=14,6*7,71=112,6 м

3. Для ориентировочных расчётов радиус взрывоопасной зоны допускается определять по упрощенной формуле:

R_НКПР=92 =92*1,23=113,6 м

4. Избыточное давление взрыва во фронте ударной волны при сгорании газо-воздушной смеси - ДР, кПа, определяется по рисунку приложения 6, в зависимости от относительной величины расстояния до контрольной точки:



где L - расстояние до места взрыва (аварийной цистерны), м

М_Г - масса газа в облаке, т

ДР=38 кПа

5. ДР=38 кПа, соответственно уровень поражения людей близок к уровню "Порог поражения человека", а степень разрушения зданий и сооружений имеет значение "Среднее повреждение, разрушение без обрушения. Резервуары нефтепродуктов разрушаются".



Задача 3

При проведении маневровых работ на станции произошёл сход и опрокидывание железнодорожной цистерны объёмом V_Ц. с легковоспламеняющейся жидкостью (ЛВЖ).

Определить размер (радиус) взрывоопасной зоны и избыточное давление в расчётной точке ДР при взрыве топливно-воздушной смеси (ТВС) в случае полного разлива перевозимого груза.

Оценить уровень поражения людей и степень повреждения сооружений наливной эстакады, находящихся на расстоянии L от центра взрыва (от цистерны).

Дано:

ЛВЖ	бензин АИ-93
Объём цистерны, VЦ, м3	85
Степень заполнения цистерны, о	0,79
Метеоусловия на момент взрыва: - температура, tр, 0С - скорость воздуха, м/с	28 0,5

Решение:

Размер взрывоопасной зоны при проливе ЛВЖ определяется по формуле:

где Р_Н - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре t_р, кПа;

Т - расчётная продолжительность поступления паров ЛВЖ в окружающее пространство (принимается равной времени полного испарения жидкости, но не более 14400 с.);

- плотность паров ЛВЖ, кг/м³;

М_Р - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время испарения, кг;

C_НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени, % ( по объёму) (определяется по приложению 9).

Отдельные параметры в формуле для расчёта определяются следующим образом.

* Давление насыщенных паров Р_Н , кПа, равно:

Р_Н=0,133=0.133=0.133234=31 кПа

где А, В, С_А - константы уравнения Антуана,

t_р - расчётная температура воздуха, ⁰С,

* Расчётная продолжительность Т поступления паров ЛВЖ в окружающее пространство определяется по формуле:

T==129 c

где М - масса всего количества пролитой ЛВЖ, кг;

- площадь разлива нефтепродуктов, м²

- интенсивность испарения, кг/(сМм²)

- масса пролитой жидкости М = с_ж М V_Ц М о , где с_ж - плотность ЛВЖ, кг/м³

- площадь разлива зависит от объёма вытекшей жидкости, условий растекания (в низине, на ровной поверхности, на возвышенности) и для ориентировочных расчетов принимается равной S_P = 8МM , где масса М берётся в тоннах;

- интенсивность испарения определяется по формуле:

где М_М - молярная масса, кг/моль (приложение 9)

з - коэффициент, учитывающий метеоусловия при испарении ЛВЖ

* Плотность паров ЛВЖ кг/м³, определяется по формуле:

с_П==3,86 кг/м³

где - мольный объём, равный 22,413 м³Мкмоль^-1.

* Масса М_Р, кг, паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время испарения, определяется по формуле:

M_p=96810^-6129397,52=49,64 кг

3. Величина избыточного давления , кПа, на фронте ударной волны при сгорании ТВС может быть определена по формуле:

где L - расстояние от центра облака ТВС до контрольной точки, м,

Р_а - атмосферное давление

М_ПР - приведенная масса паров ЛВЖ, кг,:

М_ПР=49,64*0,1*=47,88 кг

где Q_СГ - удельная теплота сгорания, кДж/кг

Q₀ - константа, равная 4520 кДж/кг;

Z - коэффициент участия горючего во взрыве, который допускается принимать равным 0,1.

4. ДР=13,87 кПа, соответственно уровень поражения людей " Порог поражения человека", а степень разрушения зданий и сооружений имеет значение "Умеренное разрушение, повреждение внутренних перегородок, рам, дверей".

Задача 4

При проведении маневровых работ на сортировочной станции произошло столкновение цистерны с ЛВЖ и цистерны содержащей СУГ (пропан). В результате столкновения цистерна с ЛВЖ получила пробоину площадью S₀ , из которой начал вытекать продукт. Через ф минут произошло воспламенение ЛВЖ. В результате теплового воздействия пожара пролива произошёл разрыв цистерны с СУГ, мгновенное вскипание и воспламенение её содержимого с образованием огненного шара в виде крупномасштабного диффузионного горения.

Произвести оценку состояния пожарной обстановки на станции.

Дано:

ЛВЖ	бензин АИ-93
Объём цистерны с ЛВЖ , м3	140
Объём цистерны с СУГ ,м3	85
Степень заполнения цистерн, о	0,79
Площадь пробоины, S0, см2	110
Время ф после аварии, мин	50
r/Rош	2,0

Решение:

Определяется расход G, кг/мин, ЛВЖ через пробоину по формуле:

где - плотность ЛВЖ

- средняя скорость истечения ЛВЖ, м/с, равная:

где м - коэффициент расхода жидкости, учитывающий сужение струи и трение

g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

Н - высота столба жидкости в цистерне, которая принимается равной диаметру цистерны с учетом степени её заполнения, м

=0,3=2,3 м/с

G=60*2,3*740*0,011=1123,3 кг/мин

Масса М_ЛВЖ, кг, разлившейся ЛВЖ на любой момент времени от начала аварии определяется зависимостью:

М(ф) = G Мф.

М(ф)=1123,3*50=56166 кг

q_кр ? 12,5 кВт/м² соответствует зоне возможного распространения пожара 20 метров

Масса СУГ в огненном шаре определяется по формуле:

М_ош = 0,6ММ_СУГ,

где М_СУГ = с_суг М .

Значение с_суг определяется по приложению 5.

Отмечается, что при М_ош< 1 т огненный шар не образуется.

М_СУГ=1,7885=151,3 кг

М_ош=0,6151,3=90,8 кг

90,8 кг < 1 т

Следовательно, огненный шар не образуется

Задача 5

Вблизи здания депо произошел взрыв взрывчатого вещества. Определить параметры воздушной ударной волны у здания депо. Ударная волна направлена перпендикулярно к зданию депо.

Дано:

Взрывчатое вещество	Динитробензол
Расстояние до здания депо, м	190
Масса взрывчатого вещества, т	44

Решение:

1. Найти массу тротила С, т, эквивалентную массе ВВ

С₀=0,86

С= С₀ К.

С=440,86=37,84 т

2. Найти избыточное давление, кПа, на фронте воздушной ударной волны (ВУВ):

.

Р_ф=85+270+700=1,5+16+0,004=17,504 мПа =17504 кПа

3. Найти скоростной напор, кПа, для ВУВ:

,

Р_СК=2,5=2,5*16824,45=42061,1 кПа

где Р_о -- атмосферное давление, 101 кПа.

4. Определить время, с, действия ВУВ:

.

ф=0,0015=0,0206*1,83=0,1 с

5. Суммарное избыточное давление, кПа, на фронте отраженной волны:

.

Р_отр=2,517504+=43760+100947=144707 кПа

Задача 6

Через 2 часа после аварии реактора типа РБМК произошло радиоактивное загрязнение территории объекта. Мощность дозы радиации на это время Р_t. Обеспечит ли необходимую степень защиты суточный режим, предусматривающий пребывание в одноэтажных производственных зданиях, в пятиэтажных каменных жилых домах, в автобусах, на открытой местности, если общий срок соблюдения данного режима -- двое суток, а заданная на этот срок доза облучения D_з = 0,5 рад. Соблюдение режима начинается с двух часов после аварии.

Дано:

Мощность дозы радиации Pt, рад/ч	0,07
Пребывание на объектах, ч
в одноэтажных производственных зданиях	5
в пятиэтажных каменных жилых домах	14
в автобусах	2
на открытой местности	3
Доза облучения Dз	0,6

Решение:

Определить коэффициент защищенности для суточного режима

,

где 24 -- число часов в сутках;

t -- время пребывания на открытой местности, ч;

t_i -- время пребывания в зданиях и сооружениях

К_i -- коэффициент ослабления дозы радиации соответственно зданиями, сооружениями

Определить коэффициент безопасной защищенности С_б = D/D_з, рад.,

где ;

D==0,084

Р₁ = Р_t К_п , рад./ч;

P₁=0,07*1,2=0,084 рад/ч

К_п=1,2; К_осл=1; К_доз=1

С_б==0,14 рад

С_б2ст=20,14=0,28 рад

Суточный режим, предусматривающий пребывание в одноэтажных производственных зданиях 5 часов, в пятиэтажных каменных жилых домах 14 часов, в автобусах 2 часа, на открытой местности 3 часа, обеспечит необходимую степень защиты. взрывоопасный воздушный волна сооружение

Размещено на Allbest.ru

...